Mikrocontroller 4 - große Ströme schalten

Mikrocontroller
4
große Ströme schalten
G. Däges, März 2015
Lerninhalt:
Du weißt, wie man einen Transistor als Schalter einsetzen kann.
Du kennst die Funktionsweise eines FET (BUZ11)
Du weißt, wie du mit dem Mikrocontroller große Stromstärken schalten kannst.
1. Anschlüsse eines FET und Funktionsweise
BUZ11 = n-Kanal-MOSFET
1 = Gate
2 = Drain
3 = Source
D = Drain („Senke“ für die Elektronen, Anschluss an +Pol der Spannungsquelle)
S = Source („Quelle“ für die Elektronen, Anschluss an –Pol der Spannungsquelle)
G = Gate („Tor“, öffnet und schließt den Stromfluss, Anschluss an Mikrocontroller)
Schaltungsaufbau: Ein n-Kanal-MOSFET leitet, wenn
am Gate eine positive Spannung anliegt.
2. Motorsteuerung mit dem Mikrocontroller
a)
Baue eine Schaltung auf mit
einem kleinen Motor und einer 9 VBatterie als Spannungsversorgung.
o
o
o
SEHR WICHTIG:

Schließe erst der Batterieclip
ohne Batterie an. Denke daran, dass
der rote Anschluss des Batterieclips
den +Pol und der schwarze den –
Pol darstellt.
o
Der-Pol der Batterie muss
mit LOW des Mikrocontrollers
verbunden sein.
Das Gate des FET wird mit einem Ausgang des Mikrocontrollers verbunden.
Die Motoren sind nicht für 9 V ausgelegt, lass sie nicht zu lange laufen, sonst gehen
sie kaputt.
Zeige den Aufbau deinem Lehrer, bevor du die Batterie einsteckst.
Unter Steuern versteht man, dass ein Vorgang nach einem bestimmten Plan abläuft. Es gibt
einen Steuerstromkreis mit Schaltern und einen Arbeitsstromkreis, der Aktoren (auch
Aktuatoren genannt) enthält.
b)
c)
d)
e)
Kennzeichne in der obigen Abbildung beide Stromkreise mit unterschiedlichen Farben.
Der Motor soll periodisch 3 s laufen und 2 s stehen.
Der Motor soll laufen, solange Taster 1 gedrückt ist.
Der Motor soll starten, wenn Taster 1 (kurz) gedrückt wird und erst dann stoppen, wenn
Taster 2 gedrückt wird.
Quellen der Bilder: https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A100/BUZ11%23STM.pdf
http://volga.eng.yale.edu/index.php/Main/Semiconductors#MOSFET
http://www.sprut.de/electronic/switch/nkanal/nkanal.html
fritzing – Eigener Entwurf
Bonustrack für die ganz Schnellen: Bestimmung des Vorzeichens eines geladenen
Körpers
Baue mit die skizzierte Schaltung auf. Verwende eine rote LED statt des Motors. Achte auf den
richtigen Einbau aller Bauteile.

Berühre die Zuleitung des roten Widerstandes
und die Antenne ganz leicht mit zwei Fingern.

Berühre
die
Zuleitung
des
grünen
Widerstandes und die Antenne ganz leicht mit
zwei Fingern.
 Notiere ins Heft, wie die LED reagiert,
wenn du die Antenne über deine Finger
mit dem +Pol bzw. mit dem –Pol
verbindest.

Stelle eine „mittlere“ Helligkeit ein und nähere einen geladenen Körper.
 Notiere einige Beispiele für das Vorzeichen geladener Körper in dein Heft.

Zeichne das Schaltbild in dein Heft, verwende die richtigen Symbole.